CN206742868U - 一种智能储能电网管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能储能电网管理系统，属于智能储能技术领域。该智能储能电网管理系统，包括两两相连的储能管理系统、用电管理系统及信息管理系统，所述储能管理系统包括储能电池模块、电池管理系统、微控制器模块、均衡管理模块、充电模块；储能电池模块包括并联设置的钛酸锂电池模块和超级电容器模块；用电管理系统包括负载模块以及与负载模块相连的远程监控模块、安全预警模块、设备智能化管理模块。本实用新型的智能储能电网管理系统大大提高了本实用新型的智能储能电网管理系统的智能化和自动化程度。

Description

一种智能储能电网管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种智能储能电网管理系统，属于智能储能技术领域。

背景技术

智能电网是以包括各种发电设备、输配电网络、用电设备和储能设备的物理电网为基础，将智能控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。但是，在现实用电中也存在一个严重的问题：白天处于用电的高峰，电力供应严重不足，制约了工业发展；晚上的时间段为用电的低谷，多余的电能得不到良好的利用，造成严重的资源浪费。为了解决上述问题，人们采用储能系统，即将分布式发电产生的电力储存起来，并输入电网进行使用或在用电低谷时对储能装置进行充电，在用电高峰时进行放电，在特定情况下向外部供应电能。

但是，传统的储能系统结构简单，一般包括储能系统、用电负载系统及信息管理系统，功能单一，大部分只能进行简单的充放电工作，无有效的监管功能及其监控措施，存在安全隐患，同时由于智能化和自动化程度低，造成其运行过程中的滞后性。

实用新型内容

本实用新型提供一种智能储能电网管理系统，以解决现有技术中储能系统智能化和自动化程度低的问题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种智能储能电网管理系统，包括两两相连的储能管理系统、用电管理系统及信息管理系统，所述储能管理系统包括储能电池模块、电池管理系统、微控制器模块、均衡管理模块、充电模块；储能电池模块包括并联设置的钛酸锂电池模块和超级电容器模块；

用电管理系统包括负载模块以及与负载模块相连的远程监控模块、安全预警模块、设备智能化管理模块；

信息管理系统包括云服务器以及与云服务器相连的环境检测模块、储能信息管理模块、安全预警信息模块、控制器模块；所述环境检测模块与储能管理系统及用电管理系统相连；储能信息管理模块与储能管理系统中的电池管理系统、微控制器模块及均衡管理模块相连；安全预警信息模块与用电管理系统中的安全预警模块相连。

钛酸锂电池模块由两组以上的钛酸锂电池组并联构成，超级电容器模块由两组以上的超级电容器组构成，所述充电模块包括与所述钛酸锂电池组和超级电容器组一一对应相连的充电器。

所述充电模块中的每一个充电器均与均衡管理模块及信息管理系统相连以控制充电器与对应的钛酸锂电池组或超级电容器组连接或者断开。

所述储能电池模块上连接有分布式发电系统，所述分布式发电系统为光伏发电系统或者风力发电系统。

所述安全预警模块包括与各负载单元相连的安全采集模块以及安全信息处理模块，所述安全采集模块包括温度采集传感器、烟雾采集传感器。

本实用新型的智能储能电网管理系统在用电波谷时，电力系统对储能管理系统进行充电，并储存起来，在用电高峰时，对用电管理系统进行放电，提高用电效率。同时储能微控制器所存储的大量运行状态信息传递给信息管理系统进行实时或超实时仿真，为调度员提供紧急状态下的决策支持。

安全预警模块能够根据系统信息对发生的各种故障进行预警和应急处理。远程监控能够实现对所述信息管理系统进行远程实时的监测和控制，可监测各个系统的运行状态，同时可以对各个系统进行控制和确认。用电管理系统的设备智能化模块可以实时地监测各个家用设备的用电状态，并进行用电量的统计，将所得到的状态信息和用电量数据进行实时存储，并传递给信息管理系统进行处理、分析、预测和发送，以便准确、可靠监控用电管理系统的信息。大大提高了本实用新型的智能储能电网管理系统的智能化和自动化程度。

附图说明

图1为本实用新型的智能储能管理系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更容易理解，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的智能储能管理系统包括储能管理系统、用电管理系统、信息管理系统。

储能管理系统包括储能电池模块、电池管理系统（BMS）、数据采集模块、微控制器模块、均衡管理模块和充电模块。电池管理系统（BMS）、数据采集模块、微控制器模块、均衡管理模块和充电模块均与信息管理系统相连。

储能电池模块包括储能器件模块及用来把电网中的交流电转换为直流电以给储能器件模块充电的整流器。储能器件模块包括并联设置的钛酸锂电池模块和超级电容器模块。具体的，钛酸锂电池模块由五组钛酸锂电池组并联构成，每一组钛酸锂电池组的输出电压为48V，容量为100A。超级电容器模块由五组超级电容器组构成，每一组超级电容器组的输出电压也为48V。储能系统器件模块两端分别设置有充电开关和放电开关。充电开关设置在储能系统器件模块与整流器之间。放电开关设置在储能器件模块与负载系统之间。充电开关包括设置在钛酸锂电池模块与整流器之间的钛酸锂电池模块开关以及设置在超级电容器模块和整流器之间的超级电容器模块开关。储能器件模块上还设置有负载连接端，负载连接端上连接有逆变器，以将储能器件模块中的直流电逆变为交流电，供负载使用。

相邻两个钛酸锂电池组之间以及相连两个超级电容器组之间均设置有散热系统，散热系统可以为风冷系统，也可以为水冷系统。

电池管理系统包括与钛酸锂电池模块和超级电容器模块相连并进行数据采集的总电压采集模块、总电流采集模块、温度采集模块和分电压采集模块。数据采集模块能够对电池管理系统中采集到的数据进行传输。均衡管理模块包括与每一个电池组和超级电容器组相连的主控线以及与每一个电池相连的从控线。充电模块包括与每一个电池组及每一个超级电容器组相连的充电器。

电池管理系统、均衡模块、充电模块均与微控制器模块相连，微控制器模块根据电池管理系统采集到的电压、电流、温度等数据，能够在信息管理系统的控制下对均衡管理模块进行控制，均衡管理模块能够控制每一个电池组是否接入电路。均衡管理模块还与充电模块相连，能够根据电池管理系统采集到的信息或者信息管理系统发出的指令，控制充电模块中的每一个充电器，以对某一个电池组或者超级电容器组进行充电或者从充电模式断开，也可以控制充电时间的长短。实现对每一个电池组或超级电容器组的均衡充电控制。

用电管理系统包括负载模块以及与负载模块相连的远程监控模块、安全预警模块、设备智能化管理模块、系统自愈模块。负载模块、远程监控模块、安全预警模块、设备智能化管理模块、系统自愈模块均与信息管理系统相连。

负载模块包括连接在一起的多个负载单元，负载单元为常用的家用电器，如空调、电饭煲、电热水器等。远程监控模块包括针对各负载单元的视频监控设备，能够对各个负载单元的运行状态进行直观的监控。

安全预警模块包括与各负载单元相连的安全采集模块以及安全信息处理模块。安全采集模块包括温度采集传感器、烟雾采集传感器。安全信息处理模块包括对安全采集模块采集到的信息进行初步处理以使数据转换为易识别格式的处理器以及将处理后的数据发送至信息管理系统的发送模块。

设备智能化管理模块包括与各负载单元相连的用电信息采集模块、对采集到的用电信息进行储存的用电信息储存模块以及将这些信息发送到信息管理系统的负载发送模块。设备智能化模块可以实时地监测各个家用设备的用电状态，并进行用电量的统计，将所得到的状态信息和用电量数据进行实时存储，并传递给信息管理系统进行处理、分析、预测和发送，以便准确、可靠监控用电管理系统。

系统自愈模块包括故障定位模块、故障识别模块以及继电保护器，系统自愈模块与安全预警模块相连，能够在某一个负载单元出现短路或者断路时，及时将该负载单元隔离出主电路，使用电管理系统恢复运行。

信息管理系统包括云服务器以及与云服务器相连的环境检测模块、储能信息管理模块、安全预警信息模块、预测信息模块、控制器模块。其中环境检测模块与储能管理系统及用电管理系统均相连，用以检测储能模块及负载单元所处的室内外环境信息。云服务器包括用来与移动终端通信的无线模块。

储能信息管理模块与储能管理系统中的电池管理系统、数据采集模块、微控制器模块及均衡管理模块均相连，用以接收电池管理系统及数据采集模块、均衡管理模块采集到的信息。储能信息管理模块还与控制器模块相连，能够对储能管理系统中的微控制器、均衡管理模块、充电模块相连，以控制对钛酸锂电池模块及超级电容器模块的均衡充电。安全预警信息模块与用电管理系统中的安全预警模块相连，以将采集到的安全信息进行处理分析，并在达到相应的安全界限时，通过控制器模块控制负载模块将各负载单元从电路中断开。同时，通过云服务器的无线模块将安全预警信息发送至移动终端。

预测模块能够对信息管理系统接收到并储存的信息进行处理和分析，通过对设备用电量统计数据进行大量的仿真和预测，预测未来某一时间点或时间段的用电量以及用电量的变化趋势，同时结合所述的节约用电控制策略模式实现对未来某一用电设备或系统的用电量的准确预测，并将预测的结果实时地传输到用电管理系统、储能管理系统以供其进行各种智能化的决策使用。预测模块与云服务器相连，能够利用云服务器上储存的数据，还能够通过云服务器上的无线模块将预测信息发送至移动终端。

云服务器是整个小区智能电网管理系统的核心，是一个网络化的统一管理信息平台。该平台包括了基础平台和基于基础平台之上的应用平台。其中基础平台主要由各种应用和数据库服务器构成，应用平台是在基础平台之上开发的各种应用应用软件。

信息管理系统创造性地整合各个子系统的数据类型，建立各子系统间的数据关联，实现数据共享和应用功能创新，具有良好的兼容性及扩容性，可以实现家用设备系统间的联动性。

储能电池模块上连接有分布式发电系统，可以是光伏发电系统或者风力发电系统。

本实用新型的智能储能管理系统可以设置在居民小区中，与小区中现有的系统结合，能够将以智能储能管理系统作为系统信息处理、信息调控的中心，将其他各个系统有机地联系起来，形成一个相互联动的、智能化和自动化程度高、自愈性能力强、功能扩展性强制，可实现局域网内和广域网内的多种应用的小区智能电网管理系统。

储能系统可以实现对不同时段发电和用电的自动调节，提高用电可靠性，实现整个小区零碳排放，使用户获得效益。并通过自适应控制技术、自动控制技术、远程遥控技术、自动感应技术和安全防护技术以及目前相关成熟产品来实现各种终端接口与信息管理系统相连接。

用电管理系统能够将小区物业管理的各子系统的信息及服务整合起来，进行集中监测与控制，使小区自动化控制系统实现较为全方位的自动化，数据集中监控和管理的信息化；并监控各个模块之间的运行状态，以实现网络通信技术各子系统远程自动监测、自动调节、自诊断、自动报警等功能，大大减少了信息不灵通，降低了运作成本，提高了用电管理效率；实现社区生活用电的安全、舒适、高效。通过整合小区现有的物业管理系统，将各个子系统连入局域网内，最终连入到中心机房。同时系统为小区内外各类用户提供多种信息查询，集成社区各种信息资源，并将各系统的信息及服务整合起来，为不同类型用户提供个性化的信息发布和服务。

在本实用新型的智能储能电网管理系统的另一个实施例中，钛酸锂电池模块和超级电容器模块中，仅在钛酸锂电池模块上设置充电器。或者均不设置充电器。

在本实用新型的智能储能电网管理系统的另一个实施例中，储能电池模块上不设置分布式发电系统。

Claims (5)

1.一种智能储能电网管理系统，包括两两相连的储能管理系统、用电管理系统及信息管理系统，其特征在于，所述储能管理系统包括储能电池模块、电池管理系统、微控制器模块、均衡管理模块、充电模块；储能电池模块包括并联设置的钛酸锂电池模块和超级电容器模块；

用电管理系统包括负载模块以及与负载模块相连的远程监控模块、安全预警模块、设备智能化管理模块；

信息管理系统包括云服务器以及与云服务器相连的环境检测模块、储能信息管理模块、安全预警信息模块、控制器模块；所述环境检测模块与储能管理系统及用电管理系统相连；储能信息管理模块与储能管理系统中的电池管理系统、微控制器模块及均衡管理模块相连；安全预警信息模块与用电管理系统中的安全预警模块相连。

2.如权利要求1所述的智能储能电网管理系统，其特征在于，钛酸锂电池模块由两组以上的钛酸锂电池组并联构成，超级电容器模块由两组以上的超级电容器组构成，所述充电模块包括与所述钛酸锂电池组和超级电容器组一一对应相连的充电器。

3.如权利要求2所述的智能储能电网管理系统，其特征在于，所述充电模块中的每一个充电器均与均衡管理模块及信息管理系统相连以控制充电器与对应的钛酸锂电池组或超级电容器组连接或者断开。

4.如权利要求1所述的智能储能电网管理系统，其特征在于，所述储能电池模块上连接有分布式发电系统，所述分布式发电系统为光伏发电系统或者风力发电系统。

5.如权利要求1所述的智能储能电网管理系统，其特征在于，所述安全预警模块包括与各负载单元相连的安全采集模块以及安全信息处理模块，所述安全采集模块包括温度采集传感器、烟雾采集传感器。